Au触媒GaAsナノワイヤの構造多形メカニズム

Polytypic mechanisms in Au-catalyzed GaAs nanowires

佐々木 拓生; 出来 亮太; 高橋 正光

Sasaki, Takuo; Deki, Ryota; Takahashi, Masamitsu

半導体ナノワイヤ(NW)は特徴的な一次元微細構造を有しており、将来の光・電子デバイスへの応用が期待されている。Auなどの金属触媒を用いたVLS(Vapor-Liquid-Solid)成長法は簡便かつ比較的制御性の高いNWが形成できることから、NWの一般的な成長手法として広く用いられている。しかし、未だ解明されていない事象も多く、その一つが結晶構造の多形化である。本研究は実験的にAu触媒の形状とNWの結晶構造の相関を明らかにするため、放射光を用いた小角X線散乱(SAXS)とX線回折(XRD)の同時その場測定を行った。XRDより結晶構造はまず閃亜鉛鉱型(ZB)が出現し、その後、遅れてウルツ鉱型(WZ)が出現することが分かった。SAXS強度の分布からそのときのAu触媒の形状を推測したところ、ZBが出現するときにはAu触媒の高さが増加し、WZが出現するときにはAu触媒の径が増加することが示唆された。以上の結果から構造多形の主要因はAu触媒の形状変化である可能性が示された。

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